Марс

Движение Марса.

С точки зрения земного наблюдателя Марс относится к «верхним» планетам: вместе с планетами-гигантами (Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун), а также карликовой «двойной планетой» Плутоном Марс движется за пределом орбиты Земли. Внутри же земной орбиты, ближе к Солнцу, движутся две «внутренние» планеты – Меркурий и Венера. Однако по своим физическим свойствам Марс входит в группу планет земного типа (Меркурий, Венера, Земля и Марс). Планеты земной группы схожи между собой тем, что это небольшие, каменистые и довольно плотные тела. Они сравнительно медленно вращаются вокруг своих осей, лишены колец и имеют мало или совсем не имеют спутников: у четырех планет этой группы в сумме всего три спутника – земная Луна и марсианские Фобос и Деймос.

В истории астрономии изучение движения Марса сыграло особую роль: используя многолетние наблюдения Тихо Браге за перемещением Марса относительно звезд, Иоганн Кеплер смог впервые верно определить форму планетных орбит. Он доказал, что орбита Марса – эллипс. Это удалось Кеплеру лишь потому, что эллиптичность марсианской орбиты относительно высока, заметно выше, чем у всех планет, доступных для детального наблюдения в дотелескопическую эпоху.

Период обращения Марса по орбите составляет около 687 земных суток или около 670 марсианских суток, которые лишь немногим длиннее земных (см. табл. 1). Одинаковое взаимное расположение Марса, Земли и Солнца повторяется в среднем через каждые 780 сут. – это синодический период обращения Марса. В частности, с такой периодичностью происходят противостояния Марса, при которых он наблюдается с Земли приблизительно в точке, противоположной Солнцу; отсюда и термин – противостояние Марса и Солнца на земном небосводе. В эти периоды Марс особенно удобен для изучения его поверхности в телескоп.

В зависимости от времени года, т.е. от положения Земли на орбите, в момент противостояния расстояние до Марса может быть от 56 до 101 млн. км. Если противостояние происходит в июле-сентябре, то расстояние составляет 56–60 млн. км; такие близкие противостояния называют великими (см. ВЕЛИКИЕ ПРОТИВОСТОЯНИЯ МАРСА). В эти моменты видимый с Земли диаметр диска Марса достигает 25І, а блеск поднимается до 2,5 звездной величины, сравниваясь с блеском Юпитера и уступая лишь Венере.

Сезонные изменения на Марсе происходят в течение года подобно земным: наклон экватора к плоскости орбиты для Марса равен 25,2°, для Земли 23,4°. Год Марса делится на четыре сезона моментами равноденствий и солнцестояний: от весеннего равноденствия до летнего солнцестояния – весна, и т.д. Поскольку период обращения Марса вокруг Солнца вдвое больше земного, продолжительность сезонов также вдвое больше. К тому же, по длительности марсианские сезоны больше отличаются друг от друга, чем земные. Причина этого в существенной эллиптичности марсианской орбиты, из-за чего в разных точках орбиты Марс движется с разной скоростью. Например, в южном полушарии Марса весна длится 146 земных суток, лето – 160 сут, осень – 199 сут, зима – 182 сут.

В течение северной весны Марс находится на большем удалении от Солнца (в области афелия орбиты), а поэтому солнечная радиация, достигающая планеты в этот период, составляет лишь 70% радиации в период ближайшего положения к Солнцу (в перигелии). При прохождении Марсом перигелия средняя температура поверхности по дневному полушарию планеты на 25–30 градусов выше, чем в афелии. По этой причине осень и зима в северном полушарии Марса менее суровые, чем в южном, а южное лето в отличие от северного более жаркое.

Физические и орбитальные характеристики Марса:

Физические характеристики Марса
Эквaтopиaльный paдиуc 3396,2 км
Cpeдний paдиуc 3389,5 км
Пoляpный paдиуc 3376,2 км
Oбъём 1,6318⋅1011 км³

0,151 зeмнoгo

Плoщaдь пoвepxнocти 1,4437⋅108 км²

0,283 зeмнoй

Cpeдняя плoтнocть 3,933 г/cм³

0,714 зeмнoй

Macca 6,4171⋅1023 кг

0,107 зeмнoй

Пepвaя кocмичecкaя cкopocть 3,55 км/c
Bтopaя кocмичecкaя cкopocть 5,03 км/c
Уcкopeниe cвoбoднoгo пaдeния нa эквaтope 3,711 м/c²

0,378 g

Эквaтopиaльнaя cкopocть вpaщeния 868,22 км/ч
Haклoн ocи 25,1919°
Пepиoд вpaщeния 24 чaca 37 минут 22,663 ceкунды
Пpямoe вocxoждeниe ceвepнoгo пoлюca 317,681°
Cклoнeниe ceвepнoгo пoлюca 52,887°
Bидимaя звёзднaя вeличинa −2,91m
Aльбeдo 0,250 (Бoнд)

0,150 (гeoм.)

Орбитальные характеристики Марса
Aфeлий 2,49232⋅108 км

1,666 a. e.

Пepигeлий 2,06655⋅108 км

1,381 a.e.

Экcцeнтpиcитeт opбиты 0,0933941
Бoльшaя пoлуocь 2,2794382⋅108 км

1,523662 a. e.

Cинoдичecкий пepиoд oбpaщeния 779,94 днeй
Cидepичecкий пepиoд oбpaщeния 686,98 днeй
Opбитaльнaя cкopocть 24,13 км/c (cpeдняя)
Дoлгoтa вocxoдящeгo узлa 49,57854°
Haклoнeниe 1,85061° oтнocитeльнo плocкocти эклиптики

5,65° oтнocитeльнo coлнeчнoгo эквaтopa

Cпутники 2
Apгумeнт пepицeнтpa 286,46230°

Атмосфера, природные условия и температура Марса:

Атмосфера Марса разреженная, состоит в основном из углекислого газа (95,32 %). Также в ней содержится 2,7 % азота, 1,6 % аргона, 0,145 % кислорода и прочих газов (водяной пар, угарный газ, оксид азота, неон, криптон, ксенон) в малых количествах.

Давление у поверхности планеты меньше земного в 160 раз и составляет 0,61 кПа на среднем уровне поверхности. Наблюдается большой перепад высот и, как следствие, давления. Давление также меняется в зависимости от сезона от 0,4 до 0,87 кПа.

Примерная толщина атмосферы — 110 км.

Разреженность атмосферы и отсутствие магнитосферы приводят к повышенному уровню ионизирующей радиации (он значительно выше, чем на поверхности Земли). Средняя мощность эквивалентной дозы – 0,7 мЗв/сутки. За один-два дня, проведённых на поверхности Марса, человек получит такую же дозу облучения, как на Земле за два дня.

Температура на Марсе колеблется в широком диапазоне и сильно зависит от положения. Так, на полюсах зимой температура опускается до −153 °C, на экваторе поднимается летом до 20 °C. В средних широтах температура зимней ночью опускается до −50 °C, летним днём поднимается до 0 °C. Средняя температура на планете – около 210 К (−63 °C).

Климат на Марсе носит сезонный характер. На северном и южном полушариях он отличается. Так, на северном полушарии мягкая зима и прохладное лето, на южном – зима более холодная, а лето жарче. В холодное время года возможно образование светлого инея.

Главная особенность общей циркуляции марсианской атмосферы – фазовые переходы углекислого газа (из твердого состояния в газ и наоборот) в полярных шапках, которые приводят к значительным меридиональным потокам. Из-за весеннего таяния полярных шапок давление атмосферы резко повышается, большие массы газа начинают перемещаться в противоположное полушарие. Скорость ветра при этом может достигать 100 м/с. Он поднимает много пыли, возникают пылевые бури, которые буквально скрывают поверхность Марса. Они же влияют и на распределение атмосферной температуры планеты.

На Марсе происходят пыльные вихри – газовые завихрения, которые возникают у поверхности планеты и поднимают вверх много пыли и песка. Марсианские вихри по сравнению с земными способны достигать гораздо больших размеров: в 50 раз шире и в 10 раз выше земных.

Состав и поверхность Марса:

Кpacный цвeт Марса oбpaзуeтcя благодаря наличию oкcидa жeлeзa. Из-зa пpиcутcтвия дpугиx минepaлoв, цвет может приобретать также коричневый, золотой, зелёный и другие оттенки.

Согласно современным моделям внутреннего строения Марса планета состоит из коры (средняя толщина 50 км), силикатной мантии и ядра (радиус по разным оценкам от 1480 до 1800 км).

Поверхность планеты усеяна ударными кратерами, вулканами и горами. На ее поверхности имеются долины, пустыни и полярные ледниковые шапки.

На двух третях поверхности планеты располагаются светлые области – материки, на одной трети – тёмные участки, моря. Большая часть морей находится в южном полушарии Марса, в северном полушарии известно только два крупных моря – Ацидалийское и Большой Сирт.

Поверхность Марса на полушариях планеты сильно отличается. В южном полушарии поверхность находится на 1-2 км выше среднего уровня и густо усеяна кратерами. В этой части Марс напоминает лунные материки. Не северном полушарии мало кратеров. Здесь в основном гладкие равнины, которые образовались, предположительно, из-за затопления лавой и эрозии. В северном полушарии находятся также две области крупных вулканов – Фарсида и Элизий.

Северная и южная полярные шапки Марса состоят из двух компонентов: сезонного углекислого газа и векового водяного льда.

Из-за низкого давления на планете вода на Марсе существует в основном (за исключением полярных шапок) в газообразном состоянии.

Примечание:  Фото https://www.pexels.com, https://pixabay.com

карта сайта

Коэффициент востребованности
132

Астрономические характеристики Марса:

Марс хорошо виден с Земли невооружённым глазом. Его видимая звёздная величина достигает −2,91m (при максимальном сближении с Землёй). Марс уступает по яркости лишь Юпитеру (во время великого противостояния Марса он может превзойти Юпитер), Венере, Луне и Солнцу. Противостояние Марса можно наблюдать каждые два года.

Расстояние между Марсом и Землёй меняется от 55,76 до 401 млн км. Такая разница расстояния объясняется тем, что в первом случае Земля находится точно между Солнцем и Марсом, а во втором – Солнце находится точно между Землёй и Марсом. Среднее расстояние между Марсом и Солнцем – 228 млн км (1,52 а.e.). Марс движется вокруг Солнца по эллиптической орбите. Эксцентриситет орбиты ярко выражен и составляет 0,0933941. В перигелии Марс находится в 206,7 млн. км от Солнца (или 1,381 a.e.), в афелии – в 249,2 млн км (или 1,666  а.е.). Наклон орбиты к плоскости эклиптики равен 1,85°. Средняя скорость движения планеты по орбите – 24,13 км/с.

Марс обращается по своей орбите вокруг Солнца с периодом около 686,98 земных суток (или 1,88 земных лeт). Продолжительность одних звёздных суток на Марсе составляет 24 часа 37 минут 22,7 секунды земных, а солнечных – 24 часа 39 минут 35,24409 секунды земных. Продолжительность марсианского дня (и соответственно ночи) на 2,7 % длиннее земного.

Марсианские сутки именуют «солами». Марсианский год равен 668,59 сола.

Марс напоминает Землю пo oceвoму нaклoну – 25,19°, то есть на нём отмечается сезонность. При этом северное лето на Марсе долгое и прохладное, а южное бывает коротким и относительно тёплым.

Направление вращения Марса соответствует направлению вращения всех (кроме Венеры и Урана) планет Солнечной системы.

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Андрей Измаилов
Наш эксперт
Написано статей
116
Добавить комментарий